點膠機器人運動控制系統(tǒng)設(shè)計與路徑規(guī)劃研究.pdf

1、近年來流體點膠技術(shù)在生物學(xué)、半導(dǎo)體封裝、微機電系統(tǒng)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，該技術(shù)采用一種受控的方式對膠體進(jìn)行精確分配。點膠工藝的復(fù)雜性使得點膠的質(zhì)量和性能難以得到有效保證，故提高點膠系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性和可重復(fù)性顯得異常重要。
　　本課題采用了基于時間-壓力型的桌面直角坐標(biāo)機器人作為點膠系統(tǒng)的運動平臺，并對系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了研究。為了減輕微控制器的壓力，控制研發(fā)成本，提高系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性,本文提出了一種基于專用控制芯片

2、的運動控制系統(tǒng)設(shè)計方案。文中設(shè)計了以高性能AVR處理器、TMC429運動控制芯片、TMC262電機驅(qū)動芯片和TMC424增量式編碼接口芯片為核心的運動控制板。設(shè)計的運動控制板上集成了RS232、RS485、CAN總線等多通信接口，增強了運動控制板的通信功能。此外，設(shè)計的運動控制板具有即插即用功能。設(shè)計的運動控制板能按照預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)位置和目標(biāo)速度自主運行所有實時關(guān)鍵任務(wù)，且允許目標(biāo)位置和目標(biāo)速度可隨時更改。這些任務(wù)若交由微處理器來獨立完

3、成，則需占用許多的系統(tǒng)資源。所以專用控制芯片的使用，可將微處理器解放出來，以便微處理器把資源用在對系統(tǒng)更高層次的控制和接口的擴展上。與此同時，為提高控制精度，針對位置反饋設(shè)計了參數(shù)自整定模糊PID控制器。MATLAB的仿真結(jié)果表明，模糊PID控制效果較普通的PID控制效果更優(yōu)越。由于在批量加工時，減少點膠機的膠槍相對移動距離對提高生產(chǎn)效率意義顯著，本文引入了蟻群算法以對路徑進(jìn)行優(yōu)化。
　　在完成好控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計后，對系統(tǒng)各項